스타일러스 매뉴얼

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스타일러스 시스템의 구성

올바른 스타일러스 선택
초정밀 측정의 가장 기본적인 요소는 측정 어플리케이션에 적합한 스타일러스와 관련 악세서리입니다. 아래의 사항에 따라 다양한 요소들 필요합니다.

  • 정밀도에 따른 선택
  • 연속 측정
  • 특수 재료 측정
  • 특수 길이 스타일러스의 필요성
  • 복잡한 구조의 스타일러스 시스템
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스타일러스 시스템
스타일러스. 연장봉, 어댑터, 너클 조인트 등과 같은 스타일러스 시스템 요소들을 어떻게 조합하느냐에 따라 스타일러스 시스템의 적합도가 결정됩니다. 시스템 요소들을 최소화하는 것이 가장 좋습니다.

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스타일러스의 선택: 스타일러스의 구성

스타일러스의 기본 구성입니다.
스타일러스는 일반적으로 3개의 부분으로 구성되어있습니다.

어댑터샤프트스타일러스 팁 out/zeiss/img/tasterhandbuch/taster-handbuch-04.jpg
길이 DK볼(스피어) 직경 (단위: mm)
L탭을 제외한 길이 (단위: mm)
ML어댑터를 제외한 길이 (단위: mm)
DS샤프트 직경 (단위: mm)
DG어댑터 직경 (단위: mm)
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구형 (스피어) 스타일러스
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디스크 형 스타일러스
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실린더 타입 디스크 스타일러스

스타일러스 팁은 스피어형 (구형), 디스크형, 실린더형, 반구형, 끝부분이 구형인 실린더형 등으로 되어있습니다.

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구형 실린더 스타일러스
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반구형
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스타일러스 팁

스타일러스의 강도
모든 스타일러스는 측정강도를 최대한 견딜 수 있을 정도로 단단해야 합니다. 즉 휘지 않아야 합니다. 측정 강도를 견디지 못하여 발생하는 변형을 “스타일러스 굴절(휨) 현상”이라 부르며 샤프트의 구조와 어댑터와의 장착이 결정적인 역할을 합니다.

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스타일러스 선택: 샤프트 소재 별 장점과 단점

샤프트 구조
샤프트는 일반형 샤프트와 오프셋 샤프트 (상쇄형 또는 병목형 샤프트)로 구별됩니다. 오프셋 샤프트의 DS 굵기가 장점인데 반해 MLE 길이와 DSE 크기로 측정 가능 범위가 줄어든다는 것이 단점입니다. (일반 샤프트의 DS와 ML과 비교 시)

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길이 DK볼(스피어) 직경 (단위: mm)
L탭을 제외한 길이 (단위: mm)
ML어댑터를 제외한 길이 (단위: mm)
DS샤프트 직경 (단위: mm)
DG어댑터 직경 (단위: mm)
MLE계단식 샤프트 측정 범위 길이 (단위: mm)
DSE계단식 샤프트 직경 단위: mm)

샤프트 소재
샤프트와 단면적의 소재는 스타일러스의 강도에 큰 영향을 미칩니다. ZEISS는 표준 스타일러스와 최적의 조합을 자랑하는 텅스텐 카바이드를 사용합니다.

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최적의 조합
위 자료는 스타일러스에 사용되는 다양한 소재 관련 표입니다. 보시다시피, Zeiss ThermoFit 스타일러스는 상위 3개 재료 중 가장 우수한 성적을 받았습니다.

  • 강도
  • 무게
  • 온도에 따른 길이 변화

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스타일러스 선택: 어댑터 탭 사이즈의 영향

어댑터
어댑터는 연결부 탭과 샤프트와 연결 역할을 합니다. 위에서 설명한 것과 같이 어댑터는 샤프트의 측정 강도 저항성에 중요한 역할을 합니다. 게다가 연장봉의 접합부는 최적의 강도에 알맞게 설계되어있습니다.

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// 어댑터
Carl Zeiss 제작

여러 가지 탭 사이즈
The connection points must be clean!

Which connection thread is there?
Zeiss는 어떤 측정 시스템을 사용하냐에 따라 M2, M3 와 M5 탭을 사용합니다.

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M3 XXT
M3

Important!
XXT 스타일러스 시스템에서는 반드시 일반 M3 탭이 아닌, 패시브 스캐닝용 M3 XXT 스타일러스를 사용하셔야 합니다. XXTM3는 스타일러스는 XXT어댑터의 몸체가 1mm정도 크고 고강도 티타늄 합금을 사용했기 때문에 일반 M3 스타일러스에 비해 강도가 세기 때문입니다.

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스타일러스 선택: 어플리케이션 별 스타일러스 팁 구성

스타일러스 팁
일반적으로 스타일러스 팁에 사용되는 유형은 구 형태인 스피어입니다.

  • 스타일러스 스피어 형태의 세밀도
  • 스타일러스 소재와 무게에 따라 상이합니다

스타일러스 스피어의 세밀도
스피어의 형태 (구 형태의) 완전함 정도는 “등급”으로 구분합니다.

등급공차 (단위: µm)
30,08
50,13
100,25
160,40
200,50

Zeiss의 일반(표준) 스타일러스는 5 등급을 사용하고 있으며, 높은 정밀도(세밀도)를 자랑하는 3 등급의 스타일러스도 있습니다.

스피어 소재
일반적으로 사용하는 스피어의 소재는 아래의 표와 같습니다.

소재적용 범위DK (단위: mm)
루비 거의 대부분의 스타일러스에 사용 됨. 특수 소재의 연속적인 측정에는 부적합 (스피어 이물질 축적 현상이나 스피어 자체 또는 재료의 마모 가능성이 있음) 0,12 - 12
사파이어 루비 스피어와 동일한 사용 (단, 큰 직경 제작 가능) 8 - 15
실리콘 루비 스피어와 동일한 사용 (단, 알루미늄 재료 측정 시 이물질 축적 현상이 적음) 1 - 12
세라믹 대형 스피어 제작에 용이하며 세라믹 디스크 제작에 사용됨. 반구 형태로 제작 가능 8 - 45
지르코늄 루비 스피어에 비해 무른 소재이며 수동형 측정기기에 사용 1 - 10
텅스텐 카바이드 (기어 톱니 측정과 같은 상황에 사용되는) 특수 사이즈 스피어 제작 가능, 주문 제작 가능, 매우 무거움 2 - 30
스틸 대부분의 디스크 스타일러스 제작에 사용, 텅스텐 카바이드에 비해 무른 편이며 더 큰 직경으로 제작 가능 30 - 100
다이아몬드 가장 단단한 소재로 이물질 축적 현상이나 마모 현상이 없음 1 , 3

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스타일러스 선택: 올바른 스타일러스 선택이 정확한 측정을 좌우합니다.

스타일러스 이물질 축적 현상
스타일러스 스피어 소재와 측정 재료의 특성으로 인해 문제가 발생하기도 합니다. 연속적인 측정 작업으로 측정 재료가 스타일러스 볼(스피어) 표면에 쌓이는 이물질 축적 현상이 발생합니다. 루비 스피어 스타일러스로 무른 재질의 알루미늄을 측정하였을 때 발생하는 축적 현상이 가장 대표적인 예입니다.

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스타일러스 마모
세라믹과 같이 거친 표면의 연속적인 측정 작업 때문에 스타일러스 스피어가 평평해지는 마모 현상이 발생합니다. 스피어는 표면이 평평해지면 더 이상 사용이 불가합니다. 스피어의 마모 여부는 교정작업 시 확대해서 점검하지 않는 이상 육안으로 판단하기 어려운 경우가 많습니다.

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다이아몬드 스타일러스
이러한 마모현상의 솔루션은 DIAMOND SCAN 다이아몬드 스타일러스를 사용하는 것입니다. 다이아몬드는 모든 표면 특성은 물론 그 어떠한 소재도 측정이 가능합니다. 다이아몬드의 가장 큰 장점은 고강도 세라믹을 측정하더라도 지속력이 매우 우수하다는 것입니다. 뿐만 아니라 무른 재질을 측정할 때 이물질 축적현상도 발생하지 않습니다.

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// solutions
made by Carl Zeiss

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연장봉: 지속적인 정확도와 신속한 스캐닝 작업의 필수품입니다.

길이와 소재
신속한 스캐닝 작업을 위해서는 연장봉이 길고 가벼우며 동시에 견고해야 합니다. 아래의 표는 ZEISS ThermoFit이 신속한 스캐닝 작업에 가장 적합하다는 것을 보여줍니다.

링 직경 15 mm에서의 형태 편차
스타일러스 DK=4 mm, Z=100 mm, Y=500 mm

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열에 의한 비틀림(휨) 현상
세로 방향의 모든 CFK 연장봉은 온도 변화에 안정적이지만 세로 축에서의 연장봉의 형태변화는 안정적이지 못합니다. 특수 소재로 제작된 ThermoFit은 기존의CFK연장봉이 온도변화 때문에 발생했던 모든 현상을 해결해줍니다. 특히 생산 현장에서 (긴 형태의) 스타일러스 시스템을 사용하는 상황에서 진가를 발휘합니다.

측정에 문제가 있으시다면 문의하십시오. ZEISS가 해결해 드립니다.

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Recommendation:
If you have any problems, please contact us - there‘s always a solution.

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연장봉: 접착부분의 틈이 초래하는 측정 부정확도

이력현상
접촉 이후의 스타일러스는 본래의 포지션으로 돌아가지 않습니다. 이 현상은 탄소 섬유 연장봉을 튜브와 어댑터 사이에 연결할 때 생기는 접착 틈 때문에 발생합니다. ZEISS ThermoFit 연장봉은 이와 달리 언더컷 탭이 있기 때문에 튜브와 어댑터와의 완벽한 연결이 가능합니다.

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접착 틈으로 인한 이력현상이 발생한 타사 연장봉
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언더컷 탭이 있는 ThermoFit® 연장봉

오직 Carl Zeiss만이 이와 같은 연결 방식 조합을 사용하고 있으며 아래의 자료와 같이 그 우수성을 인정받았습니다.

비교:
탭을 현미경으로 확대한 결과, 접착 틈 때문에 탄소 섬유 튜브와 탭의 틈과 정확하게 맞춰지지 않는걸 보실 수 있습니다.

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중요성:
ThermoFit® 연장봉을 사용하십시오. 견고한 스타일러스 시스템일수록 신속한 스캐닝작업을 하실 수 있습니다.

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연장봉: 연장봉의 소재가 측정 결과를 좌우합니다.

연장봉 소재 별 적합성
다양한 소재의 연장봉이 있습니다.

소재길이/직경장단점
알루미늄 11
20
장점: 가벼움
단점: 적은 온도변화에도 불구하고 길이가 인 연장봉이어야 함
사용가능 범위: 온도 조절된 측정실에서만 사용가능
티타늄 18
11
장점: 가벼움
단점: 얇은 소재로 인한 견고성 저하와 온도변화에 따른 형태 변화 가능성
사용가능 범위: 온도 조절된 측정실에서만 사용가능
스테인리스 스 11 단점: 길이로 인한 무게 증가와 온도변화에 따른 형태변화
사용가능 범위: 온도 조절된 측정실에서만 사용가능
ThermoFit Silver 5
11
20
장점: 가벼움, 온도변화에 안정적, 견고함
사용가능 범위: 모든 상황에 적용가능
ThermoFit Pro 11
20
장점: ThermoFit silver와 동일, 형태 변형 (뒤틀림) 방지, 약 25%의
사용가능 범위: 모든 상황에 적용가능
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ThermoFit® Pro
생산 현장에서 사용할 수 있는 고품질의 스타일러스 시스템을 설계할 수 있습니다. 조립식 볼 블랭크로 (미가공 각도) 필요한 각도의 앵글블록을 설계할 수 있습니다.

모든 CFK 스타일러스와 연장봉에서의 중요성
단단한 물질 접촉 이후에는 스타일러스 시스템을 점검하고 재교정해야 합니다. 육안으로 손상 정도를 확인할 수 없어도 섬유 내부의 손상이 발생했을 가능성이 크기 때문에 반드시 교정작업을 해주셔야 합니다.

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연결 요소: 스타일러스 설계의 무한한 가능성을 열어줍니다.

여러 가지 스타일러스 시스템을 설계할 수 있는 다양한 형태의 연결 요소들이 있습니다. 해당사항은 자사 카탈로그나 홈페이지에서 확인하실 수 있습니다.

MT/VAST 스타일러스 시스템용 연결 요소:
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큐브
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스타형 요소
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스타일러스 홀더
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연결부
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연결부
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너클 조인트
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회전 조인트 (로터리 조인트)
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회전식 너클 조인트
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앵글 블록
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스타일러스 디스크용 나사(탭)
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큐브용 나사(탭)
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어댑터

XXT 스타일러스 시스템용 연결 요소:
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M3 XXT 90° 큐브, 싱글
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M3 XXT 180° 큐브, 더블
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M3 XXT 4면 스타 큐브
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폴드형 너클 조인트 M3 XXT
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스타 6면 큐브 M3 XXT
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스타 8면 큐브 M3 XXT
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클램핑 스타일러스
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클램핑 연장봉
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클램핑 스크류
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M3 암나사 형 클램핑 스크류
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어댑터

추천합니다:
앵글이 움직이지 않기 때문에 앵글 블록에, 또는 ThermoFit Pro시스템과 고정된 연결요소들이 연속적인 측정 작업을 이행하는데 적합합니다.

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교정 요소: 스타일러스와 적합한 표준구

환경 조정된 측정 범위
Carl Zeiss는 다양한 크기의 측정기기에 (214, 364, 514 mm) RSH 표준구 홀더를 추천합니다. 표준구 홀더는 사용 상황에 따라 적합한 표준구를 장착하여 환경 (온도 등) 조정된 측정실에서 사용됩니다.

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직경이 작은 스타일러스의 샤프트가 접촉되는것을 방지하기 위해 알맞은 표준구 사용이 중요합니다. 아래 표는 모든 구성 조합이 가능한, 스타일러스 스피어 직경 별 적합한 표준구 구분 표입니다.

표준구 DK스타일러스 볼 (스피어) 적용 범위
8약 <1 mm 까지
15약 1-2 mm 까지
25 / 30약 >2 mm 까지
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생산 현장에서의 사용
다변한 환경의 생산현장에서는 온도변화에 안정적이며 견고한 ThermoFit 표준구 홀더 또는 인바(Invar) 표준구 홀더를 사용합니다.

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ThermoFit® L200
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Invar L300
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Invar L400
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Invar L400, 더블 홀더

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스타일러스 장착: 스타일러스 시스템을 구성 시 유의사항

보조 도구와 사용법
스타일러스와 연장봉을 조립하는데 사용하는 보조 도구들이 있습니다. 이 보조도구들의 적합한 사용은 스타일러스 시스템 요소들의 안전한 사용과 손상을 방지해줍니다. 아래의 도구들은 스타일러스 시스템 조립에 가장 중요한 보조 도구들입니다.

MT/VAST 어댑터 플레이트의 올바른 구성
MT/VAST 어댑터 플레이트의 회전부는 윗부분의 세 개의 스크류를 사용해 장착할 수 있습니다. 2 Nm 크기의 토크 너트와 토크 렌치를 사용하여 단단하게 고정됩니다. 토크 렌치는 어댑터 플레이트가 과도하게 조여지는 것을 방지합니다.

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2 Nm의 토크 육각 렌치

연장봉과 스타일러스의 장착:
연장봉과 스타일러스는 손으로 조립합니다. 조립에 필요한 후크 렌치와 핀 렌치가 포함되어있습니다. 5, 11, 20mm의 베이스 바디용 후크 렌치와 1,1과 2,9핀 렌치는 1.2mm와 3mm 크기의 핀 홀에 사용됩니다. 조립 후 나사 (탭)에 정확하게 고정되었는지 확인하십시오.

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주의: 조일 때는 반드시 후크 렌치를 사용하십시오.

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스타일러스 장착: 스타일러스의 올바른 정렬방법

XXT연장봉 장착
XXT 스타일러스 조립 도구는 연장봉을 고정할 때 사용합니다.

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XXT 스타 스타일러스 정렬
M3 XXT 스타 스타일러스 정렬 장치는 스타일러스가 장착되기 전에 원하는 각도로 고정해줍니다. 장치의 단면에 스타일러스를 고정한 뒤 회전 각도를 원하는 각도로 고정하시면 됩니다.

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XXT 셋 업 장치

너클 조인트 셋 업 장치
이 장치는 시스템에 설치하기 전에 너클 조인트의 각도를 정교하게 맞춰줍니다.

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너클 조인트 셋 업 장치

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스타일러스 장착: FixAssist로 스타일러스를 쉽고 빠르게 정렬하십시오

FixAssist를 이용한 각도 정렬
FixAssist는 스타일러스 설계 전에 사용되는 장치로, MT/VAST 어댑터 플레이트가 있는 스타일러스용이며 MMC에 개별적으로 사용됩니다. FixAssist로 어댑터 플레이트의 회전 각을 설정할 수 있습니다.

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FixAssist를 이용한 스타 스타일러스 XXT 각도 정렬
FixAssist Linear용 어댑터 구성은 XXT스타일러스 시스템을 구성하는데 사용됩니다. XXT어댑터 플레이트를 고정하기 위한 자석 어댑터와 자석 프리즘 어댑터가 있습니다. 이 두 어댑터들은 FixAssist 스타일러스를 쉽고 간편하게 구성하여 장착될 수 있도록 해줍니다.

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XXT 어댑터

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XXT 프로브 헤드의 역치

(경계치/한계치)
XXT 시스템 TL1에서 TL3가 구성될 수 있는 한계치 나타내는 표입니다.

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회색 영역은 가능한 영역이며 푸른색 영역도 가능하나, 측정기기에 따라 상이하며 백색 영역은 불가합니다.

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스타일러스 시스템의 무게
XXT프로브 헤드의 오작동을 일으킬 수 있기 때문에 스타일러스 시스템의 무게 또한 한계치를 고려해야 합니다. 아래 표를 참고하십시오.

스타일러스 시스템어댑터 플레이트를 포함한 최대 무게
TL 110 g
TL 210 g
TL 315 g

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Zeiss 프로브 헤드의 역치 (경계치/한계치)

기타 스타일러스 시스템의 역치
스타일러스 시스템의 최대 무게와 길이가 명시되어있는 다양한 종류의 측정 시스템이 있습니다. 그 중 가장 중요한 기기들 입니다.

길이 (단위: mm)무게 (단위: g)토크 기울기 (단위: Nm)
ST 200200-
ST3 200200-
ST-ATAC 200200-
XDT-TL3 15015-
RDS/XDT-TL3 15015-
VAST XXT-TL1 12510-
RDS/XXT-TL1 12510-
VAST XXT-TL2 25010-
RDS/XXT-TL2 25010-
VAST XXT-TL3 15015-
RDS/XXT-TL3 15015-
DT 5005000,3
VAST XT 5005000,3
VAST XT gold 5005000,3
VAST 8006000,1
VAST gold 8006000,1
HSS 6006000,2

토크의 기울기
토크 기울기는 양쪽 무게가 다른 스타일러스 시스템으로 인해 형성됩니다. 적합한 균형을 위해 방지돼야 하며 틸트 토크는 (Km) 아래와 같이 계산합니다.

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범례 S스타일러스 무게중심
F무게중심의 힘
L무게 중심으로부터의 수평 거리

„Sensorik“ 사용 설명서에서 발췌하였습니다.

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보관: 스타일러스 시스템을 안전하게 보관하는 방법

보관함
스타일러스 시스템은 프로브 케비넷에 안전하게 보관됩니다. 스타일러스 요소들에 관련된 많은 장비 및 도구들을 쉽고 간편하게 보관할 수 있습니다. 자사 홈페이지나 무료로 제공해드리는 PDF 형식의 스타일러스 카탈로그에서 더 자세한 사양 및 정보를 보실 수 있습니다. (책자 형 카탈로그도 있습니다.)

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MSR 프로브 케비넷
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Multi Sensor Rack mini (MSR 미니)
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XXT 홀더
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O-Inspect용 MSR

설치
측정 기술의 필요에 입각하여 인체공학적으로 제작된 세팅 테이블입니다. 장비 및 도구 준비, 스타일러스 시스템 설계와 시스템 세척에 필요한 충분한 공간을 마련해줍니다. 서랍과 붙박이 캐비닛은 작업실 및 측정실을 질서정연하게 해줍니다.

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관리 도구

스타일러스 시스템 관리
스타일러스의 볼과 표준구는 항상 청결한 상태로 유지되어야 합니다. ZEISS의 초극세사 천과 세정 용액으로 스피어의 축적물질이나 먼지 등을 제거할 수 있습니다. (기기 사용설명서 참고.) 만약 세척이 되지 않는다면 스타일러스는 교체가 불가피합니다.

주의:
매우 민감하고 작은 스타일러스는 주의하여 세척하십시오.

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교정 장치: 기기의 정확도 검증에 필수적입니다.

CMM의 올바른 작동
CMM의 작동 상태를 확인하기 위해서는 정기적으로 기기의 기초 테스트를 해야 합니다. 기기는 스타일러스 시스템이 결합 된 상태에서 점검할 수 있습니다.

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Recommendation:
관련 업무에 따라 측정 설계도와 기기에 알맞은 교정 장치를 제안해 드립니다. 이 테스트 과정은 CMM 모니터링에 관련된 표준에 입각하여 CMM이 올바르게 작동하고 있는지를 확인해줍니다. (DIN EN ISO 0360, VDI/VDE 2617). 즉 표준 기준에 따라 기기의 작동에 대한 평가를 받으실 수 있습니다. 기기를 주기적으로 검증하는 것은 검증하지 않은 기기로 불확실한 측정결과를 내놓는 것보다 훨씬 더 경제적입니다.

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// CMM-체크
Carl Zeiss 제작

CMM-체크
아래의 사항들을 점검할 수 있습니다:

  • 프로빙 시스템의 프로브 작동 상태
  • 프로빙 시스템의 스캐닝 상태
  • 형태 측정 기기로서의 CMM의 필터 기능
  • CMM 로터리 테이블 (회전 테이블)의 길이 편차와 4축 편차 (옵션)
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// Multi-Feature 체크

Multi-Feature-체크
Multi-Feature 체크는 CMM에서 발생할 수 있는 모든 축에서의 특성의 적합도, 측정 과정의 적합도, 형태 또는 길이의 측정 불확실성을 가늠할 때 사용합니다.

  • 현재 온도 측정
  • 측정 요소 주변의 요소/장치 측정
  • 측정요소와 유사한 영향면
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// 멀티 센서 체크

멀티 센서 체크
접촉 & 광학 센서가 있는 CMM의 일반적인 점검에 사용됩니다. 이 기구로 아래의 사항을 체크할 수 있습니다:

  • 측정 헤드 시스템의 프로브 편차
  • 측정 헤드 시스템의 스캔 편차
  • 접촉식과 광학식으로 프로브 편차와 측정 길이 편차 측정

Pfeil

온도 변화 모니터링: 온도변화 측정 방법을 해결해 드립니다.

Temperature monitoring
정확한 측정 결과를 위해서는 스타일러스 시스템이 교정하는 동안의 온도와 실제 측정 작업시의 온도가 일치해야 합니다. 그러지 않으면 결과에 오류가 발생할 수 있습니다. 측정 재료의 온도뿐만 아니라 측정실의 온도변화를 점검하는 것은 의무사항입니다.

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CMM 온도 변화 모니터링
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습도 센서
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온도 변화 기록

자사 홈페이지에서는 수동 온도 측정 센서용에서부터 온도 기록 기능이 있는 측정실 온도 측정 시스템까지 다양한 온도 측정 프로그램을 제공합니다. 귀사가 필요한 온도 측정 프로그램을 구성해드립니다.

*: excl. tax, plus 운송

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